ПОНЯТИЕ ОБ ЭКОЛОГИИ

Экология — наука о взаимодействиях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой. Термин впервые предложил немецкий биолог Эрнст Геккель в 1866 году.

Современное значение понятия экология имеет более широкое значение, чем то, которое первоначально вкладывалось в этот термин. Сейчас экология представляет собой целый комплекс наук про существование, функционирование, взаимосвязь многоуровневых и многокомпонентных систем, которые состоят из живой и неживой природы. Хотя в настоящее время чаще всего под экологическими вопросами, прежде всего, вопросы охраны окружающей среды.

Объектом исследованияэкологии является вся биосфера Земли, состоящая из отдельных экосистем. Экосистема (экологическая система) - это биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (это растения, животные и другие живые организмы), и его неорганической среды обитания (почва, вода, солнечный свет, температура и.т.д.) и системы связей между ними, которые осуществляют обмен веществом и энергией.

Главная задача прикладной экологии — разработка принципов рационального использования природных ресурсов на основе общих закономерностей организации жизни.

Методы исследований применяются различные: полевые, экспериментальные и методы моделирования.

Полевые методы - прежде всего - наблюдения за функционированием живых организмов и неживых компонентов системы. Производится мониторинг определенного набора показателей системы (например, мониторинг водных объектов, грунта, живых организмов, и т.п.)

Экспериментальные методы - лабораторное исследование влияния различных факторов на организмы.

Методы моделирования позволяют прогнозировать развитие различных процессов взаимодействия живых систем между собой и с окружающей их средой.

Загрязнение - это привнесение в окружающую среду или возникновение в ней новых, обычно не характерных физических, химических или биологических агентов (контаминантов - загрязнителей), или превышение их естественного среднемноголетнего уровня в различных средах, приводящее к негативным воздействиям. Загрязнение можно классифицировать как механическое, химическое, физическое, биологическое и радиоактивное.

Поскольку вопросы экологии рассматриваются в курсе химии, в первую очередь будет рассматриваться химическое загрязнение. Химическое загрязнение - это когда химические контаминанты приводят к изменению естественных химических свойств природной среды, когда уровень некоторых вредных химических веществ возрастает или какие-либо вредные химические вещества появляются в природной среде там, где их раньше не обнаруживали.

Формы загрязнения придной среды: загрязнение атмосферы (атмосферное загрязнение), почвы и воды.

Атмосферное загрязнение: выбросы химических веществ и мельчайших частиц в атмосферу. Обычно атмосферные загрязняющие вещества делят на 2 вида:

1. первичные — поступающие непосредственно в атмосферу

2. вторичные — являющиеся результатом превращения последних (в результате химических, фотохимических реакций между загрязнителями и компонентами атмосферы).

Существуют три основных источника загрязнения:

1. промышленность, занимает первое место. Это - теплоэлектростанции, металлургические предприятия, химические и цементные заводы.

2. бытовые котельные,

3. транспорт.

Наиболее распространенными газообразные загрязнителями являются:

1. монооксид углерода СО. Это соединение, активно реагирует с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете и созданию парникового эффекта.

2. сернистый ангидрид SO₂ и серный ангидрид SO₃. Источниками являются металлургические предприятия цветной и чёрной металлургии, а также теплоэлектростанции. Сернистый и серный ангидриды соединяются с парами воды в атмосфере и образуются кислоты, которые затем в составе дождевой воды подкисляют почву, Эти газы обостряют заболевания дыхательных путей человека.

3. Сероводород H₂S и сероуглерод CS₂. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, нефтеперерабатывающие и нефтепромыслы.

4. оксиды азота NO и NO₂ . Основными источниками выбросов являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид.

5. соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Имеют токсический эффект.

6. соединения хлора. Источники загрязнения - химические предприятия, производящие соляную кислоту, хлоросодержащие пестициды, органические красители, хлорную известь, соду.

7. фотохимический смог и озон образуются, когда оксиды азота и пары органических соединений реагируют с солнечным светом. Фотохимический смог - смесь озона, паров бензина и других растворителей, оксидов азота, перекисных соединений.

Загрязнение почвы происходит при выбросе химических веществ или при утечке хранящихся химикатов. Источники загрязнения - промышленность, теплоэнергетика, жилые дома и бытовые предприятия, сельское хозяйство, транспорт.

Наиболее распространенные загрязнители :

1. Кислотообразующие соединения. Как было сказано раньше оксиды серы образуют кислоты соединяясь с парами воды, идут т.н. кислотные дожди, в результате которых кислотность почвы повышается.

2. Тяжелые металлы. Это химические элементы- металлы, которые негативно воздействуют на организм людей: свинец, кадмий, хром, ртуть, медь, цинк.

2. Неорганические удобрения. Например, азотные удобрения, которые накапливаются в почве в виде нитратов, затем переходят в растения, овощи, фрукты и.т.д. Попадая в организм человека могут оказывать вредное воздействие.

3. Пестициды, в частности, гербициды.

4. Нефть и нефтепродукты.

Загрязнение воды происходит в результате сброса сточных вод промышленных предприятий (умышленно или в результате аварий) в поверхностные воды; сбросов неочищенных бытовых сточных вод. Загрязняющие вещества, которые попали с отходами на поверхность, затем попадают в поверхностные воды. А некоторые химикаты, которые используются для обработки сточных вод, например, хлор, загрязняют воду тоже. Загрязнители воды:

• Соединения мышьяка, свинца, кадмия, храма, меди, фтора и др.
• Неорганические кислоты и основания, которые находятся в промышленных сточных водах, могут приводить к очень широкому изменению рН воды (кислотности)
• Неорганические соединения, такие как фосфаты, нитраты и др. азотсодержащие вещества (нитриты, аммиак).
• Нефть и нефтепродукты.
• Синтетические поверхностно-активные вещества.
• Пестициды.

Как мы можем сделать заключение, загрязнен ли природный объект или нет? Для этого существует набор специфических параметров для каждого природного объекта. Эти параметры имеют определенное численное значение, и они называются предельнодопустимыми концентрациями (ПДК).

Предельно допустимая концентрация (ПДК) - это такая концентрация химических элементов и их соединений в окружающей среде, которая при повседневном влиянии в течение длительного времени на организм человека не вызывает патологических изменений или заболеваний, устанавливаемых современными методами исследований в любые сроки жизни настоящего и последующего поколений.

На состоянии растений и животных могут отражаться концентрации, существенно меньше ПДК. Например, загрязнения воздуха сернистым газом до концентрации в 10 раз меньшей ПДК вызывает хроническое или кратковременное поражение листьев растений, замедление роста, снижение урожайности

ПДК - это утверждённые в законодательном порядке санитарно-гигиенические нормативы. Каждая страна утверждает такого рода нормативы, но они имеют немного разные названия. Например,

В Австралии - OES (Occupational exposure standard), в США - WEEL (Workplace Environmental Exposure Level), в Нидерландах - MAC (Maximum Accepted Concentration), в России используется ПДК, в Украине ГДК (Гранично допустима концентрація).

ПДК для питьевой воды, в том числе и водопроводной, в Украине установлены в государственных санитарных нормах и правилах ДСанПіН 2.2.4-171-10 "Державні санітарні норми та правила "Гігієничні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною".